Fundamentos de programación Arduino: conceptos esenciales y ejemplos prácticos

Conceptos Fundamentales de Programación Arduino

¿Qué es la Programación?

La programación es la forma de transmitir a un microprocesador (normalmente un ordenador) aquello que deseamos que haga por nosotros.

Partes de un Programa en Arduino

Un programa en Arduino se estructura principalmente en dos partes:

• Primera parte: void setup()
  Es donde se declaran e introducen datos al iniciar el programa. Estas instrucciones se ejecutan una única vez al encender o reiniciar la placa.

  void setup() {
    Instrucciones;
  }

• Segunda parte: void loop()
  Es donde se introducen las instrucciones que se repetirán continuamente hasta que sea oportuno. Este bloque se ejecuta en un ciclo infinito después de setup().

  void loop() {
    Instrucciones;
  }

Variables

Una variable es un pequeño contenedor de memoria que se emplea para almacenar datos, ya sean letras, números o una combinación de ambos.

Tipos de Variables:

• int (integer): Declara variables que almacenarán números enteros. El rango típico va de -32.768 a 32.767.
• boolean (booleano): Declara variables que almacenarán dos posibles valores: true (verdadero) o false (falso).
• char (carácter): Declara variables que almacenarán caracteres individuales.

Constantes

A diferencia de las variables, que pueden cambiar en cualquier momento según se determine en el programa, un dato constante nunca cambiará su valor una vez definido.

Constantes Predefinidas Comunes:

• HIGH
  Esta constante establece un nivel alto en el sensor o componente electrónico conectado a Arduino. También se puede relacionar con ACTIVO o 1 (generalmente 5V o 3.3V, dependiendo de la placa).
• LOW
  Esta constante establece lo contrario a HIGH, proporcionando 0 voltios al pin o variable vinculada. También se puede decir que un pin estará en estado LOW, BAJO o 0.
• INPUT
  Con esta constante se determina que un pin de Arduino es un pin de entrada de información; es decir, por este pin entrarán señales producidas por sensores o componentes electrónicos hacia Arduino.
• OUTPUT
  Con esta constante se determina que un pin de Arduino es un pin de salida de información; es decir, por este pin se emitirán señales producidas por Arduino hacia sensores o componentes electrónicos.

Operaciones Aritméticas Básicas

Las operaciones aritméticas son fundamentales en cualquier programa. A continuación, se muestran ejemplos de las operaciones básicas en Arduino.

Suma

Este ejemplo simplemente realiza la suma 3+2 una y otra vez.

/* Operación suma. Este ejemplo simplemente realiza la suma 3+2 una y otra vez */
int A;
void setup() {
}
void loop() {
  A = 3 + 2;
}

Estas operaciones se pueden implementar tanto en el bloque void setup() como en el bloque void loop(), como ya se ha comentado anteriormente.

Resta

Este ejemplo realiza la resta 3-2 una y otra vez.

/* Operación resta. Este ejemplo simplemente realiza la resta
3-2 una y otra vez */
int A;
int B = 2;
void setup() {
}
void loop() {
  A = 3 - B;
}

Como se observa en el ejemplo, es posible combinar variables y números en las operaciones aritméticas dentro de los programas.

Multiplicación

Este ejemplo simplemente realiza la multiplicación 3*2 una y otra vez.

/* Operación multiplicación. Este ejemplo simplemente realiza la multiplicación 3*2 una y otra vez */
int A;
void setup() {
}
void loop() {
  A = 3 * 2;
}

División

Este ejemplo realiza la división 4/2 una sola vez, ya que no está en el bloque loop().

/* Operación división. Este ejemplo realiza la división
4/2 una sola vez, ya que no está en el bloque loop*/
int A;
int B = 2;
void setup() {
  A = 4 / B;
}
void loop() {
}

Funciones Predefinidas en Arduino

Arduino cuenta con numerosas funciones predefinidas dentro del lenguaje de programación que se aborda en este apartado.

Algunas de estas funciones son:

• pinMode()
• digitalWrite()
• digitalRead()
• analogWrite()
• analogRead()
• delay()

Asignación de Entradas y Salidas en Arduino

Arduino es una plataforma que permite interactuar con el entorno gracias a la multitud de sensores, módulos y complementos que posee.

Por tanto, se define un pin de salida como aquel mediante el cual los datos procesados por Arduino se envían hacia otro dispositivo (OUTPUT).

Y se define un pin de entrada como aquel mediante el cual los datos son introducidos desde un dispositivo externo hacia Arduino para su procesamiento posterior (INPUT).

Modelos de Placas Arduino

Existen diversos modelos de placas Arduino, cada una con características y capacidades distintas. Algunos de los más populares incluyen:

• Arduino Uno
• Arduino Leonardo
• Arduino Due
• Arduino Mega 2560
• Arduino Yun
• Arduino Micro